计算机组成原理实验-运算器实验报告.pdf

计算机组成原理实验中的运算器部分涉及了多种基本的逻辑、移位和算术运算，这些都是构建计算机硬件系统的基础。在实验报告中，我们通常会通过不同的控制信号S3S2S1S0来实现不同类型的运算。以下是这些运算的详细说明： 1. 逻辑运算： - **S3S2S1S0 = 0000** 时，执行的是逻辑非运算（F=A），这意味着输出F与输入A保持一致，不进行任何改变。 - **S3S2S1S0 = 0001** 时，执行的是逻辑保持运算（F=B），输出F等于输入B的值。 - **S3S2S1S0 = 0010** 时，执行的是逻辑与运算（F=AB），F的每一位是A和B对应位的逻辑与结果。 - **S3S2S1S0 = 0011** 时，执行的是逻辑加运算（F=A+B），即异或运算，F的每一位是A和B对应位的异或结果。 - **S3S2S1S0 = 0100** 时，执行的是逻辑非运算（F=/A），F是A的逐位反码。 2. 移位运算： - **S3S2S1S0 = 0101** 时，执行逻辑右移运算（F=A>>B），A向右移动B（取低三位）位，空出的位用最高位的值填充。 - **S3S2S1S0 = 0110** 时，执行逻辑左移运算（F=A<<B），A向左移动B（取低三位）位，空出的位用最低位的值填充。 - **S3S2S1S0 = 0111** 时，执行算术右移运算（F=A>>>B），A向右移动B位，保持符号位不变，空出的位用最高位的值填充。 - **S3S2S1S0 = 1000** 时，执行循环右移运算（F=A>>>B），A的每一位向右移动B位，最右边的位移动到最左边。 3. 算术运算： - **S3S2S1S0 = 1001** 时，执行加法运算（F=A+B），计算A和B的和，如果有进位，F的最上面一位（称为进位标志FC）会被点亮。 - **S3S2S1S0 = 1010** 时，执行带进位加法运算（F=A+B+Cn），A、B和进位标志Cn相加，Cn通常来自前一次运算的进位。 - **S3S2S1S0 = 1011** 时，执行减法运算（F=A-B），计算A减去B的结果，如果A小于B，则需要借位，FC灯亮表示有借位。 - **S3S2S1S0 = 1100** 时，执行减一运算（F=A-1），A自减一。 - **S3S2S1S0 = 1101** 时，执行加一运算（F=A+1），A自增一。 这些运算都是在二进制环境下进行的，它们构成了计算机处理数据的基本操作。在实际的计算机系统中，运算器是CPU的一个重要组成部分，负责执行这些基本运算。理解并能熟练运用这些运算对于理解和设计计算机系统至关重要。通过这样的实验，学生可以更深入地了解计算机内部的工作机制，增强理论知识与实践操作的结合。